Gagasan utama
Optika geometri mengikuti cahaya sebagai sinar. Sinar membelok ketika melintasi batas antarbahan, dan lensa serta cermin memakai pembelokan itu untuk membentuk bayangan.
- Hukum Snell n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ menghubungkan sudut yang diukur dari garis normal. Cahaya membelok mendekati normal ketika masuk ke medium yang lebih lambat dan berindeks lebih besar.
- Pemantulan sempurna terjadi saat cahaya menuju indeks lebih kecil dengan sudut di atas sudut kritis, sin θ_c = n₂ ÷ n₁.
- Untuk lensa tipis atau cermin, 1 ÷ f = 1 ÷ dₒ + 1 ÷ dᵢ dan perbesaran m = −dᵢ ÷ dₒ. Nilai m negatif berarti bayangan terbalik.
- Kelajuan cahaya dalam medium adalah c ÷ n, dan lensa berjarak fokus f memiliki kekuatan 1 ÷ f dioptri bila f dalam meter.
Persamaan penting
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂sin θ_c = n₂ ÷ n₁1 ÷ f = 1 ÷ dₒ + 1 ÷ dᵢm = −dᵢ ÷ dₒP = 1 ÷ f (diopters)v = c ÷ n
Contoh soal
Benda berada 30 cm dari lensa cembung berjarak fokus 10 cm. 1 ÷ dᵢ = 1 ÷ 10 − 1 ÷ 30 = 2 ÷ 30, sehingga dᵢ = 15 cm di sisi seberang (bayangan nyata). Perbesarannya m = −15 ÷ 30 = −0,50, jadi bayangan terbalik dan setengah ukuran benda.
Kesalahan umum
- Mengukur sudut dari permukaan, bukan dari garis normal.
- Salah tanda pada bayangan maya. Dalam konvensi umum, bayangan maya berjarak bayangan negatif.
- Mengharapkan pemantulan sempurna ketika cahaya menuju indeks yang lebih besar. Itu hanya terjadi sebaliknya.
Latihan
Uji dirimu dengan soal latihan tentang topik ini: Optika